核-殼復(fù)合乳膠粒子的制備及其對聚酰胺6的增韌改性.pdf

1、本文研究了衣康酸(ITA)作為功能單體接枝PP、HDPE的可行性和ITA接枝物的增容作用，制備了具有核/殼結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸丁酯/聚(甲基丙烯酸甲酯-衣康酸)(PBA/P(MMA-ITA))復(fù)合乳膠粒子(CSR)，研究了聚合工藝、乳化體系和用量、ITA用量、核/殼質(zhì)量比對CSR結(jié)構(gòu)的影響。以CSR為增韌劑和增容劑，通過熔融共混對PA6進(jìn)行增韌改性制備PA6/PBA/P(MMA-ITA)共混物(N/CSR)，研究了ITA用量、核/殼質(zhì)量比對N

2、/CSR共混物的力學(xué)性能、熱性能、加工性能、形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，對CSR增容、增韌PA6機(jī)制進(jìn)行了分析。
　　對接枝物、接枝物增容PA6/PP(PA6/HDPE)共混物的分析表明，相同條件下，ITA的接枝效率高于馬來酸酐(MAH)，ITA接枝物的增容效果好于MAH接枝物，ITA完全可以替代MAH用于相容劑的制備及對PA6的改性。
　　對乳膠粒子尺寸及其分布的分析表明，預(yù)乳化半連續(xù)乳液聚合工藝為制備CSR的最佳工藝，PBA核粒子的

3、凝膠含量隨著交聯(lián)劑用量的增加而增大，交聯(lián)劑DEGDA、DAP和TMPTA的交聯(lián)效率最高。對聚合體系表面張力、凝聚率和乳膠粒子尺寸及其分布的分析表明，采用乳化劑SDS，聚合體系的穩(wěn)定性好于SLS和SDBS。采用SDS/OP-10復(fù)合乳化劑，聚合體系的穩(wěn)定性好于SLS/OP-10和SDBS/OP-10，兩組分的最佳配比為1/1(質(zhì)量比)，最佳用量為單體用量的1.0mass％。
　　采用非水酸堿滴定法測定CSR粒子殼層ITA含量，當(dāng)IT

4、A用量為6mass%時(shí)，殼層ITA含量最高，當(dāng)ITA用量為8mass%時(shí)，以化學(xué)鍵方式與PBA核鍵接的ITA量最多。核/殼質(zhì)量比為60/40時(shí)，殼層ITA含量最高，接枝到PBA核上的ITA量也最多。FT-IR、DSC和TEM分析結(jié)果表明：ITA確實(shí)參與了殼層的共聚合反應(yīng)，殼層P(MMA-ITA)共聚物與PBA核之間存在化學(xué)鍵鍵接，P(MMA-ITA)共聚物的Tg隨著ITA用量增加而升高，隨著核/殼質(zhì)量比的增加而降低。CSR粒子確實(shí)為核/

5、殼結(jié)構(gòu)，CSR粒子尺寸在330nm左右，其中PBA核尺寸為290nm，當(dāng)ITA用量或核/殼質(zhì)量比較高時(shí)會(huì)影響核/殼粒子的形態(tài)。
　　力學(xué)性能測試結(jié)果表明，ITA用量在4mass%～10mass%范圍時(shí)，N/CSR共混物的沖擊強(qiáng)度達(dá)到40kJ·m-2左右，相當(dāng)于PA6的7～8倍，改變核殼比由60/40到70/30對共混物沖擊強(qiáng)度的影響較小。隨著ITA用量的增加，N/CSR共混物的拉伸強(qiáng)度變化不大，改變核殼比由60/40到70/30，

6、共混物的拉伸強(qiáng)度降低5MPa～10MPa。
　　熔融共混實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CSR粒子的引入使PA6的塑化速度加快，在CSR與PA6熔融共混過程中，CSR粒子殼層P(MMA-ITA)共聚物與PA6反應(yīng)生成P(MMA-ITA)-PA6“樹枝狀”嵌段共聚物，該嵌段共聚物的樹根根植于CSR粒子的PBA核上，樹枝與PA6融合形成熱力學(xué)穩(wěn)定體系，P(MMA-ITA)-PA6嵌段共聚物就像一個(gè)船錨將CSR粒子“錨定”在PA6基體樹脂的“海洋”中，使

7、N/CSR共混物相界面的相互作用增強(qiáng)，CSR在PA6基體中形成的“樹枝狀錨式增容結(jié)構(gòu)”對N/CSR共混體系起到了增容和穩(wěn)定作用。
　　DSC和SEM分析表明，N/CSR共混物PA6相的熔點(diǎn)(Tm)不因CSR粒子的引入而改變，但導(dǎo)致PA6相的結(jié)晶度(Xc)下降，若CSR粒子殼層不含ITA，則PA6相的Xc下降相對較小，PA6大分子鏈的無序化有利于N/CSR共混物韌性的提高。N/CSR共混物的沖擊斷面由粗糙區(qū)和平滑區(qū)構(gòu)成，粗糙的斷裂表